한국화학연구원(원장 이규호)은 김형주 탄소자원화연구소 박사팀이 전기화학적 수소생성 반응 성능을 획기적으로 향상시키는 핵심 전극 촉매 설계 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

수소생성 반응은 전기화학적 반응을 통해 물로부터 수소를 생성하는 핵심 반응 기술이다. 화석연료를 대체할 수 있는 기술로 주목받고 있어 전 세계적으로 연구가 널리 진행 중이다.
 
연구팀은 백금 대신 가격이 저렴한 이황화몰리브데넘 표면을 변화시켜 수소생성 반응 활성·성능을 높이는 기술을 개발했다.

표면을 변화시키기 전 이황화몰리브데넘 촉매에는 활성 자리가 적어 수소생성 반응 활성이 낮았다. 그러나 원자층증착기술을 활용해 이황화몰리브데넘 표면에 이산화타이타늄 원자층을 코팅한 후 그 코팅된 이산화타이타늄을 다시 전기화학적으로 떼어냈다.

이로써 연구팀은 기존 이황화몰리브데넘 촉매 표면에 결함이 형성된다는 것을 발견했다. 전극 촉매 표면상에 생긴 결함은 표면에 올록볼록한 곡선을 만들어 우수한 수소생성 반응 활성을 보였다.

김형주 박사 "그동안 이황화몰리브데넘 표면을 어떻게 하면 수소생성 촉매 활성을 가지게 할 수 있는지에 대한 연구자들의 관심이 많았지만 이를 실험적으로 구현한 예는 거의 없었다"라며 "이황화몰리브데넘 전극 촉매 연구 개발 결과의 특허 출원을 마치고 학계에 보고할 준비를 하고 있다"라고 말했다.

한편, 이번 연구성과는 재료과학 분야의 세계적 권위의 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈'에 13일자 표지논문으로 게재됐다.